クロロフィルd導入による低エネルギー新型光合成の作成:光合成原理の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19370064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 繁 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40108634)
• 研究分担者: 三野 広幸 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70300902) ; 宇津卷 竜也 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 研究員 (60402418) ; 石浦 正寛 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 光合成 / 酸素発生 / クロロフィル / 電子移動 / 光生物

研究概要

クロロフィルdをもつ新発見の光合成生物Acaryochloris marina の光合成系の反応中心複合体及び光捕集系タンパク質の機能と構造その遺伝子をを検討した。クロロフィルd 合成系の原因遺伝子は未特定におわったが、クロロフィルdを使う光合成系の特性を明らかにした。多様な生物の光合成系の比較研究を行い、光合成光反応系の構築原理を検討した。新規の光センサータンパク質についても研究した。

研究成果

• [雑誌論文] Heat stress causes inhibition of the de nove synthesis of antenna proteins and photobleaching in cultured Symbiodinium. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Whitney, S. Itoh, S.. Maruyama, T., Badger, M
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Science, USA 105 ページ: 4203-4208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel electron donation pathways to cytochrome cz in the type I homodimeric photosynthetic reaction center complex of Chlorobium tepidum (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukatani, Y., Azai, C., Kondo, T., Itoh, S., Oh-oka, H
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1777 ページ: 1211-1217
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel photoactive GAF domain of cyanobacteriochrome AnPixJ that shows reversible green/red photoconversion (2008)
  • 著者名/発表者名: Narikawa, R., Fukushima, Y., Ishizuka, T., Itoh, S.., Ikeuchi, M
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 380 ページ: 844-855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoreactions of Tyr8- and Gln50-mutated BLUF domains of the PixD protein of Thermosynechococcus elongatus BP-1 : photoconversion at low temperature without Tyr8 (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukushima Y, Murai Y, Okajima K, Ikeuchi M, Itoh, S
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 660-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] An electron spin-polarized signal of the P800+A1(Q)- state in the homodimeric reaction center core complex of Heliobacterium modesticaldum. Miyamoto (2008)
  • 著者名/発表者名: R, Mino, H, Kondo, T, Itoh, S., Oh-Oka, H
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 4386-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent energy gap of the primary charge separation in photosystem I : study of delayed fluorescence at 77-268 (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Shibata, Y., Akai, S., Kasahara, T., Ikegami, I., Itoh,S
  • 雑誌名: J Phys Chem B 112 ページ: 6695-6702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of phosphatidylglycerol in the function and assembly of Photosystem II in a cdsA-inactivated PAL mutant strain of Synechocystis sp. PCC6803 that lacks phycobilisomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Laczko-Dobos H, Ughy B, Toth SZ., Komenda J.,, Zsiros O, Domonkos I, Parducz A, Bogos B, Komura M, Itoh, S. Gombos Z
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1777 ページ: 1184-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosystem I complexes associated with fucoxanthin-chlorophyll-binding proteins from a marine centric diatom, Chaetoceros gracilis (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Y, Komura M, Watanabe M, Minami C, Koike H, Itoh, S. Kashino, Y., Satoh, K
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1777 ページ: 351-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalently linked zinc chlorophyll dimers as a model of a chlorophyllous pai in photosynthetic reaction centers (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamiaki,H., Kazuhiro Fukai, H., Shimazu, H., Nishide, K., Shibata, Y., Itoh, S. and Kunieda M
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 7 ページ: 1231-1237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Function of chlorophyll d in reaction centers of photosystems I and II of the oxygenic photosynthesis of Acaryochloris marina (2007)
  • 著者名/発表者名: Itoh, S., Mino, H., Itoh, K., Shigenaga, T., Uzumaki, T. and Iwaki, M
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 12473-12481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy and electron transfer in the photosynthetic reaction center complex of Acidiphilium rubrum containing Zn-bacteriochlorophyll a studied by femtosecond up-conversion spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomi, T., Shibata, Y., Ikeda, Y., Taniguchi, S., Chosrowjan, H., Mataga, N., Shimada, K., Itoh, S
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1767 ページ: 22-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protons bound to the Mn cluster in photosystem II oxygen evolving complex detected by proton matrix ENDOR (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Mino, H. and Itoh, S
  • 雑誌名: Yamada, H., Mino, H. and Itoh, S 1767 ページ: 197-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarized fluorescence of aggregated bacteriochlorophyll c and baseplate bacteriochlorophyll a in single chlorosomes isolated from Chloroflexus aurantiacus (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Saga, Y., Tamiaki, H. and Itoh, S
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 7062-7068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excited-state dynamics of normal and doubly N-confused type hexaphyrin derivatives studied by time-resolved fluorescence measurements (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryu, J-H., Ito, F., Nagamura, T., Nakamura, K., Furuta, H., Shibata, Y. and Itoh, S
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 443 ページ: 274-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two intermediate states I and J trapped at low temperature in the photocycles of two BLUF domain proteins of cyanobacteria Synechocystis sp. PCC6803 and Thermosynechococcus elongatus BP-1 (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, Y., Okajima, K., Ikeuchi, M., Itoh, S
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol 83 ページ: 112-121
  • 査読あり
• [学会発表] 光センサータンパク質AnPixJ のシリカメソ多孔体内への導入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 富田祐介、青木俊、野地智康、上滝千尋、宇津巻竜也、神哲郎、成川礼、池内昌彦、梶野勉、伊藤繁
  • 学会等名: 生物物理学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] シリカメソ多孔体への光合成膜タンパク質光化学系I の導入とその機能の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上滝千尋、石坂壮二、野地智康、梶野勉、福嶋喜章、関藤武士、伊藤繁
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] 光センサータンパク質AnPixJのシリカメソ多孔体内への導入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 富田祐介、青木俊、野地智康、上滝千尋、宇津巻竜也、神哲郎、成川礼、池内昌彦、梶野勉、伊藤繁
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] 極低温フェムト-ピコ秒時間分解蛍光測定による乾燥地衣類光化学系II の高速励起エネルギー消光過程の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小村理行、三宅博之、山岸篤史、柴田穣、岩崎郁子、山本好和、伊藤繁
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] 珪藻の光化学系Iアンテナーコア超分子複合体上での超高速励起エネルギー移動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山岸篤史、池田洋平、小池裕幸、佐藤和彦、小村理行、柴田穣、伊藤繁
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] 極低温での光化学系I 反応中心の超高速エネルギー捕集過程の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田 穣、山岸 篤史、小村 理行、伊藤繁
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-23
• [学会発表] Chlorophyll-Proteins Inside Silica Mesoporous Material ; Function of Bacterial Light Harvesting-II Complex and Photosystem I Reaction Center Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Kamidaki, I. Oda, S. Ishizaka, T. Noji, D. Fujita, T. Kajino, Y. Fukushima, T. Sekitoh, and S. Itoh
  • 学会等名: IUMRS-ICA2008
  • 発表場所: Nagoya congress center, Nagoya
  • 年月日: 20081209-13
• [学会発表] 極低温時間分解蛍光測定による中心目珪藻Chaetoceros gracillis の光化学系I 超分子複合体内のエネルギー移動の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山岸篤史、池田洋平、小池裕幸、佐藤和彦、小村理行、柴田穣、伊藤繁
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] 対称型光合成反応中心タンパク質複合体内で機能する電子伝達体の配位構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤徹, 松岡昌弘, 浅井智広, 吉岡哲記, 三野広幸, 大岡宏造, 伊藤繁
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] Picosecond and confocal fluorescence studies of chlorophylls in cyanobacteria, lichen and higher plant at 4K and room temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Itoh, K. Sugiura, S. Keisuke, Y. Shibata, and M. Komura
  • 学会等名: International Conference "Photosynthesis in the Global Perpectve"
  • 発表場所: Devi Ahilya Univ. Indore, Madhya Pradesh, India
  • 年月日: 20081127-29
• [学会発表] The S-state dependence of the location and affinity of the protons bound to the manganese cluster in photosystem II (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Mino
  • 学会等名: International Conference "Photosynthesis in the Global Perpectve"
  • 発表場所: Devi Ahilya Univ. Indore, Madhya Pradesh, India
  • 年月日: 20081127-29
• [学会発表] Fluorescence Studies of single cells of Cyanobacteria and Lichen (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Itoh, K Sugiura, K Satoh, and M. Komura
  • 学会等名: 4th Asia Oceania Conference of photobiology
  • 発表場所: Baranasi, India
  • 年月日: 20081124-26
• [学会発表] 新型光合成反応中心シアノバクテリアAcaryochloris marina の光化学系Iの機能と電子移動反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三野広幸・長井浩子
  • 学会等名: 第47回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20081001-03
• [学会発表] ジビニルクロロフィルを持つシアノバクテリア変異体PS I、PS II の分光的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山川壽伯、Md Rafiqul Islam、佐藤和彦、小池裕幸、伊藤繁
  • 学会等名: 日本植物学会第72回年会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 20080925-27
• [学会発表] Pulsed EPR Study of the Light-induced Radicals in a Blue Light Sensor Protein TePixD (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Mino, H. Nagai, Y. Fukushima, K. Okajima, M. Ikeuchi and S. Itoh
  • 学会等名: Asia Pacific EPR Society-EPR Symposium 2008
  • 発表場所: Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
  • 年月日: 20080713-18
• [学会発表] 地衣類内共生シアノバクテリアのレーザー共焦点顕微鏡解析I : 地衣4種における地衣組織内分布と色素系比較 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小村理行、佐藤圭介、伊藤繁、岩崎郁子、山本好和
  • 学会等名: 第7回日本地衣学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 20080705-06
• [学会発表] 地衣類内共生シアノバクテリアのレーザー共焦点顕微鏡解析I : 秋田県高尾山と田沢湖で採集したモミジツメゴケ内部と単離培養したNostoc の色素比較 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤圭介、小村理行、岩崎郁子、山本好和、伊藤繁
  • 学会等名: 第7回日本地衣学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 20080705-06
• [学会発表] ジビニルクロロフィルを持つシロイヌナズナ変異体pcb2の光合成能と熱耐性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山川壽伯、中西弘充、宮本幸一良、林田信明、小村理行、伊藤繁
  • 学会等名: 第8回光合成研究会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20080525-26
• [学会発表] PSI・II反応中心のシリカナノポア内への導入とクロロフィルやキノンの置換 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤繁
  • 学会等名: 第46回日本生物部理学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-05
• [図書] 光合成研究法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤繁
  • 総ページ数: 679
  • 出版者: 日本光合成研究会
• [図書] 生物物理学ハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤繁
  • 総ページ数: 680
  • 出版者: 日本生物物理学会
• [備考]
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/index2.html